Bài giảng Mạng máy tính: Chương 5 - TS. Trần Quang Diệu (tiếp)

Chia sẻ: Nguoibakhong02 Nguoibakhong02 | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:43

Thêm vào BST

Báo xấu

58
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần tiếp theo bài giảng "Mạng máy tính - Chương 5: Giao thức tầng liên kiết dữ liệu (data link)" trình bày các kiến thức về Specific link layer technologies bao gồm: Ethernet, PPP, Wireless Networks, ATM, frame relay. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Mạng máy tính: Chương 5 - TS. Trần Quang Diệu (tiếp)

Chương 5. Giao thức tầng liên kiết dữ liệu (data link) Quang Dieu Tran, PhD Faculty of Information Technology University of Communication and Transport (Branch in Ho Chi Minh City) Email: dieutq@gmail.com Website: sites.google.com/sites/tranlectures
Ch5. Giao thức tầng liên kết dữ liệu 5.1 Introduction and services 5.2 Error detection and correction 5.3 Multiple access protocols & LAN 5.4 Linklayer addressing & ARP 5.5 Specific link layer technologies  Ethernet  PPP  Wireless Networks  ATM  Frame Relay 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 2
Ethernet Bản thiết kế khai sinh Ethernet  Tác giả: Bob Metcalfe và David Boggs.  Ethernet là kiến trúc LAN phổ biến nhất hiện nay  Ưu điểm: đơn giản, rẻ, tốc độ 10,100Mbps,1Gbps 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 3
Ethernet Star Topology example Ethernet là mạng Broadcast 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 4
Ethernet Frame Structure  Destination & Source Address (6B): địa chỉ vật lý của nút gửi và nhận.  Data (161500B). Ethernet MTU = 1500B  nếu IP datagram >1500 thì sẽ phải chia nhỏ ra.  Type (2B): Giao thức tầng trên (IP, Novell IPX, Apple Talk…).  CRC (4B): Mã CRC  Preamble (8B): Đồng bộ hoá sender/receiver, gồm 7 bytes đầu tiên là 10101010, byte tiếp theo là 10101011 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 5
Ethernet: CSMA/CD  Ethernet sử dụng giao thức truy cập đường truyền CSMA/CD.  Ethernet CSMA/CD:  Khi NIC nhận được datagram từ tầng trên, đóng frame rồi gửi vào buffer.  Nếu kênh truyền rỗi (96 bit times) thì truyền. Nếu không, chờ đợi.  Trong quá trình truyền, nếu phát hiện xung đột, dừng và gửi đi 48bit jam signal để báo cho các nút khác rồi chuyển sang pha exponential backoff. 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 6
Ethernet: CSMA/CD (cont)  jam signal:  một số nút có thể không cảm nhận được do những điều kiện khác nhau!!!  jam signal thông báo cho mọi nút biết rằng mạng đang bị xung đột.  exponential backoff algorithm: giải thuật này khiến các nút chịu khó chờ lâu hơn khi mức độ xung đột cao.  bit time: thời gian truyền 1 bit.  n là số lần xung đột khi truyền một frame nào đó.  sau n lần xung đột, nút sẽ đợi 512 x K bit time rồi truyền lại; K được chọn ngẫu nhiên trong tập {0,1,2,…,2m – 1} với m:=min (n,10). 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 7
Ethernet Technologies  Công nghệ Ethernet: 10Base2;10BaseT;100BaseT.  10Base2:  10Base2 = 10Mbps; cáp đồng trục (coaxial)
Ethernet Technologies: 10BaseT & 100BaseT  10BaseT và 100BaseT là công nghệ Ethernet LAN phổ biến hiện nay (còn gọi là Fast Ethernet)  10Mbps; 100Mbps; sử dụng cáp đôi xoắn (Twisted pair).  Sử dụng hub.  chuyển tiếp bit (tầng vật lý)  báo cáo thống kê (bandwidth usage, collision...).  ngắt các nút gặp sự cố khỏi mạng.  Độ dài tối đa của cáp từ hub tới host: 100m. 10/100BaseT sử dụng hub (star) 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 9
Bấm cáp mạng 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 10
Ethernet Technologies: Gigabit Ethernet  1000BaseT: IEEE802.3z  Tốc độ: 1/10Gbps.  Sử dụng cấu trúc frame chuẩn của Ethernet.  Cho phép kết nối kiểu điểmđiểm (sử dụng switch) và quảng bá (chia sẻ đường truyền, sử dụng hub).  CSMA/CD được sử dụng để truy cập đường truyền chia sẻ. 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 11
Kết nối các LANs: repeater, hub, bridge, switch  Repeater (bộ lặp): khôi phục tín hiệu đã bị yếu.  Hub:  Hoạt động ở tầng vật lý với chức năng chính là chuyển các bit nhận được từ một cổng tới các cổng còn lại.  Hub cung cấp các thống kê về tình hình sử dụng mạng.  Có thể dùng để nối các LAN segments (backbone hub).  Đơn giản, rẻ, dễ lắp (không cần cấu hình)…  Không có khả năng phân vùng xung đột (một nút ở segment này có thể xung đột với nút ở segment khác).  Không thể kết nối segment sử dụng kiến trúc khác nhau 10BaseT và 100BaseT 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 12
Bridge  Bridge (cầu) được sử dụng để kết nối các đoạn mạng (segment) khác nhau.  Bridge hoạt động tại tầng data link có khả năng thao tác với các frame (hub chỉ thao tác với bit).  Chức năng chính: forwarding & filtering.  Bridge forwarding: khi nhận một frame, bridge căn cứ vào frame header phải quyết định chuyển tiếp frame đó tới cổng ra nào (tra bảng – bridge table).  Bridge filtering: một số frame được gửi giữa hai nút cùng nối tới một hub sẽ bị bỏ qua. 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 13
Không có backbone bridge -EE và SE muốn liên lạc phải đi qua CS backbone bridge -Khi CS gặp sự cố sẽ khiến EE và SE mất liên lạc  Bridge có bộ đệm cho các frame nên có khả năng phân vùng làm giảm xung đột (nút ở segment này không xung đột với nút ở segment khác).  Bridge sử dụng CSMA/CD khi gửi frame tới một LAN segment. 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 14
Bridge forwarding table  Bridge table cho phép tra cứu cổng (segment) cần gửi frame tới khi biết địa chỉ đích.  Bảng này được xây dựng dần mỗi khi một cổng nhận được frame gửi tới từ nút nào đó (địa chỉ nút gửi và cổng – segment tương ứng)  learning.  Nếu không tìm thấy địa chỉ nút nhận trong bảng thì gửi frame tới tất cả cổng còn lại. 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 15
Spanning Tree  Để tăng độ tin cậy, nhiều bridge được sử dụng  nhiều đường đi, các gói tin bị lặp (forward trở lại).  Spanning Tree: tạm thời vô hiệu hoá một số interface để đảm bảo không có vòng lặp. Disabled 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 16
Bridge và router  Cả hai đều là thiết bị storeandforward.  Bridge là thiết bị của tầng data link, thao tác với frame còn router là thiết bị tầng mạng thao tác với datagram.  Router: routing table, routing algorithm; bridge: filtering tables, learning & spanning tree algorithm.  Bridge hoạt động đơn giản hơn, hỗ trợ ít hình trạng mạng hơn, không có cơ chế bảo vệ khi bị flood, router có firewall bảo vệ.  Bridge không cần cấu hình (plugnplay), router cần phải được cấu hình, có địa chỉ IP thì mới hoạt động.  Bridge sử dụng cho mạng có quy mô nhỏ hơn. 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 17
Ethernet Switches  Switch là một thiết bị mạng có nhiều ưu điểm.  Switch hoạt động ở tầng data link, có chức năng giống với bridge.  Điểm khác biệt cơ bản giữa switch và bridge là số lượng cổng của switch lớn hơn; switch cho phép kết nối các mạng khác nhau (10BaseT với 100BaseT…).  Switch cho phép hoạt động ở chế độ fullduplex (vừa gửi vừa nhận) với tốc độ tối đa (không xung đột) khi được sử dụng trong star topology. 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 18
Star topology Truyền với tốc độ tối đa (full-duplex, dedicated access): + A to A’ + B to B’ + C to C’ 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 19
Hub + switch + router in a company 23/8-10/10/2010 Chương 5. Tầng liên kết dữ liệu 20